[发明专利]随潮汐海流自动转向、漩涡、外罩、垂直、磁浮、无轴心涡轮之结构

说明书

一种随潮汐海流自动转向、漩涡、外罩、垂直、磁浮、无轴心涡轮机之结构，利用水力发电原理将水库底部一根导水管设计为垂直导水管，再使垂直导水管的水形成漩涡导至外罩体内，在外罩体内，地心引力及地心轴造成的角动量变化而改变流体行进方向，使流体因陀螺进动现象，形成持续下沉漩涡，冲击垂直叶片组，推动垂直叶片组直接衔接的转子轴，带动发电机的转子，发电。

【技术领域】

本发明是关于一种利用自动随最强潮汐海流方向转向的方向板，随时导入最强的海流，利用水力(水霸)发电原理，将水库的底部一根斜导水管(Penstock)设计为垂直导水管，然后因地心引力海水下落，经漩涡水道，使垂直导水管的水形成漩涡下旋，进入缩喉管(Venturi) 型外罩体内，流体在缩喉管(Venturi)型外罩体内，会因地心引力及地心轴造成的角动量变化而改变流体行进方向，使流体持续因陀螺进动现象形成下沉漩涡，以推动缩喉管内涡轮垂直叶片，冲击垂直叶片组，推动垂直叶片组直接衔接的转子轴(Armature)，带动发电机的转子，发电的涡轮机之结构。

【先前技术】

按，水利(水霸)发电系由水库的底部有一根导水管(Penstock)将水库的水导至水轮机，冲击水轮机，推动主轴(Shaft)，带动发电机的转子，发电。

绿能发电技术中的风力发电及海流发电，为截取流体的最佳动能，必须迎向流体进行的方向，无法利用垂直向下的风力、水力。目前风力发电乃单向迎风而发电，至于海流发电则以海流的单向水平涡轮机叶片或涨退潮的双向水平涡轮机叶片为主之发电方式，而垂直风力涡轮机必须要有风力才能转动叶片发电。当海流发电(洋流发电、潮汐发电)流体(潮汐流、海流)接近叶片时，水平涡轮机叶片在自由空间里因流体带动最外层的促动盘(Actuator Disk)旋转，再流进叶片背面面向圆心的转轴区，且整个流动过程中，流体与自由空间处于相同的压力状态，但因叶片的转动会截取流体的能量而降低流动速度，导致涡轮机无法持续转动。

又，为使流体持续流动，必须要有限度的扩散空间，致使流体转变为机械能有最高上限，但，海流发电的叶片组启动力至少要每秒钟0.7公尺，世界海流发电协会认为海流流速至少要每秒钟2公尺才有利用价值。同时，水平涡轮机叶片组置于开放式海底转动时，因海水每降低成本10公尺，水压增加一个大气压，水压巨大，水平涡轮叶片容易断裂，实际的案例，发生在2011年苏格兰澳克尼欧洲海流能源中心，置放世界最大的双面水平潮流涡轮机，AK-1000，在不到3秒钟内2支叶片立刻断裂。AK-1000 tidal turbine at the EuropeanMarine Energy Centre(EMEC)in Orkney，Scotland，in August 2011

而，垂直涡轮叶片3-1尖端速度较小，自启能力低、启动扭力不足，难以加速至发电的速度，另外，如图8，习用固定垂直叶片发电机之风速流向示意图所示：用轴杆91连接于轴心92的垂直涡轮叶片9，不但轴杆91容易断裂，且风容易向两侧分散，无法集中。

同时一般海流涡轮机必须使用叶片带动主轴(Shaft)推动发电机，有主轴转动的发电机，需用齿轮箱(Gear Box)加减速、培林轴承(Bearing)润滑油减少磨搽，而且必须定期维修保养。

综上所述，是以，要如何解决上述习用之问题与缺失，即为本发明之发明人与从事此行业之相关厂商所亟欲研究改善之方向所在者。

【发明内容】

故，本发明之发明人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积之多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种随潮流方向自动转向的方向板，随时导入最强的海流，然后因地心引力流体下落，再经漩涡水道，流体形成漩涡下旋，进入上宽下窄缩喉管(Venturi)型外罩体，漩涡涡量等于两倍旋转运动的动能，以推动涡轮机垂直叶片持续旋转的涡轮机之结构的发明。

本发明之主要目的在于：

1.将平行的水流，转变为垂直的漩涡水流，平行的水流因为(下落)位能的变化，而且流动距离增加水的流速增加。